Jeoloji Mühendisliği Dergisi 29 (1) 2005
Araştırma Makalesi 1 Research Adide
Baskil (Elazığ) Güneyindeki Cevherleşmelerin Jeolojik ve Mineralojik Özellikleri
Geological and Mineralogical Features ofMineralizations From Southern Part of Baskil (Elazığ)
Özcan DUMANLILAR*, Doğan AYDAL** , Halide DUMANLILAR***
*Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Maden Etüt ve Arama Dairesi, 06520, Ankara **Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 06100, Ankara
***Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Maden Analizleri ve Teknoloji Dairesi, 06520, Ankara
ÖZ
Doğu Toros Orojenik kuşağı içerisinde yer alan çalışma alanında Üst Kretase yaşlı Baskil ve Bilaser Tepe Magmatitleri ile Pliyosen yaşlı genç çökeller yüzeylemektedir. Petrografik ve jeokimyasal çalışmalar sonucunda, Baskil Magmatitlerinin volkanik ada yayı, Bilaser Tepe Magmatitlerinin ise çarpışma sonrası granitoyidler olduğu belirlenmiştir.
İnceleme alanında Bilaser Tepe Magmatitlerine bağlı olarak gelişmiş farklı iki tip cevherleşme belirlenmiştir. Birinci tip, Bilaser Tepe Magmatitlerinin granodiyorit, granitporfir ve dasitporfır fazı ile bunların dokanağmdaki Baskil Magmatitlerine ait diyoritlerin içinde gelişmiş porfiri bakır cevherleşmesidir. İkinci tip cevherleşme ise Bilaser Tepe Magmatitlerine ait granitler içerisinde yer alan Au-Cu içeren kuvars damarlarıdır.
Birinci tip cevherleşmede, potasik, fıllik, kuvars-serisit-karbonat ve propilitik olmak üzere dört alterasyon tipi belirlenmiştir. Cevherleşme genellikle fıllik ve kuvars-serisit-karbonat alterasyonun etkili olduğu bölgelerde kuvars-karbonat damarlarında, çatlak-kırıklarda sıvama ve kayaç içinde saçınımlı olarak bulunmaktadır. Ana cevher mineralleri pirit, arsenopirit, kalkopirit ve bizmutindir.
Granitler içerisindeki ikinci tip cevherleşmeyi oluşturan kuvars damarları pirit, kalkopirit ve çok az miktarda altın içermektedir. Damarlann çevresinde ise killeşme ve silisleşme gözlenmektedir.
Anahtar kelimeler: Çarpışma sonrası granitoyid, Bilaser Tepe Magmatitleri, porfiri bakır, Baskil
ABSTRACT
The Upper Cretaceous Baskil and Bilaser Tepe Magmatites and Pliocene sediments crop out throughout the study area within the Eastern Taurus Orogenic belt. On the basis of petrogrophical and geochemical studies, it has been concluded that the Baskil Magmatites belong to the volcanic-arc granitoids whereas the Bilaser Tepe Magmatites belong to the post-collisional granitoids.
Two types of mineralization have been recognized, to be associated with the Bilaser Tepe Magmatites. First type is a porphyry-type copper mineralization vvhich has developed in granitoid, granite porphyry, and dacite porphyry phases of the Bilaser Tepe Magmatites and in diorites of the Baskil Magmatites making contacts with them. Second type is characterized by Au-and Cu-bearing auartz veints hosted in granites of the Bilaser Tepe Magmatites.
propylitic alteretion assemblages. Mineralization mainly occurs in quartz-carbonate veins or as coatings along fissures and cracks and as disseminations inplaces wherephyllite and qartz-sericite-carbonate alterataions prevail. Main ore minerals are pyrite, arsenopyrite, chalcopyrite and bismuthinite.
Quartz veins belonging to the second type containpyrite, chalcopyrite with lesser amount of gold. These veins are envelopedby argillic and silide alteretions.
Key words: post-collisional granitoids, Bilaser Tepe Magmatites, prophyry-type copper, Baskil
GİRİŞ kapsamaktadır (Şekil 1). Doğu Toros orojenik kuşağı içerisinde önemli bir yeri olan Üst Kretase Çalışma alanı, Baskil (Elazığ) ilçesininyaşlı magmatitler, Hakkari'den Elbistan'a kadar güneydoğusunda Malatya K41-c4 ile L41-M uzanan kuşak boyunca geniş alanlarda alanlarda paftaları içerisinde, 77 km2 bir alanı yüzeylemektedir
Şekil 1.Çalışma alanın yer buldum haritası
Jeoloji Mühendisliği Dergisi 29 (1) 2005
Araştırma Makalesi / Research Article İnceleme alam ve yakın çevresinde bugüne
kadar jeolojik, tektonik, petrografik ve petrolojik amaçlı bir çok çalışma gerçekleştirilmiştir (Yazgan vd., 1987;Asutay, 1985 ve 1988; Bingöl,
1984; Akgüî, 1991; Poyraz, 1988; Herece vd., 1992; Yazgan ve Chessex, 1991; Turan vd., 1995).
Baskil civarındaki maden prospeksiyonuna ilişkin ilk çalışmalardan biri Yılmaz vd. (1991) tarafından gerçekleştirilmiştir. Daha sonraki yıllarda doğrudan Baskil civarındaki cevherleşmelere ilişkin jeolojik, mineralojik, petrografik ve kimyasal çalışmalar Tüfekçi ve Dumanlılar(1994 ve 1998), Gerçek (1996), Türkyılmaz ve Şaşmaz (2000) ve Dumanlılar (2002) tarafından sürdürülmüştür.
Bu araştırma, öncül çalışmalara ilave olarak, Baskil (Elazığ) güneyinde mostra veren cevherleşmeler ve bunlarla ilişkili magmatik kayaçların kuşak içerisindeki konumlarını ortaya koymak ve diğer zuhurlara model oluşturabilmek amacıyla gerçekleştirilmiştir.
Bu amaç doğrultusunda mostradan elde edilen verilerin yanı sıra MTA Genel Müdürlüğü tarafından 1996 ve 1997 yıllarında yapılan 14 ayrı lokasyondaki sondajlara ait karot örnekleride incelenmiştir.
BÖLGESELJEOLOJİ
Doğu Toroslar'ın orta kesiminde Malatya-Elazığ arasında bulunan çalışma alanında, Alt Jura-Alt Kretase sürecinde, Bitlis-Pütürge Masifı'nin kuzeyi ile Keban Metamorfitleri'nin güneyinde okyanusal bir kabuk oluşmuştur (Yazgan, 1984; Asutay, 1985). Bu süredeki genişleme rejimi, Alt Turoniyen'den itibaren yerini sıkışma rejimine bırakmıştır. Sıkışma sonucunda, okyanusal kabuğun kuzey kenarı önce kendi eşdeğeri olan okyanusal kabuk altına, ilerleyen aşamada ise Keban mikro kıtasının altına dalarak, Koniyasiyen-Santoniyen yaş
aralığında yay magmatizmasının (Baskil Magmatitleri) oluşumunu sağlanmıştır (Yazgan,
1981). Daha sonra yay magmatizması ile kıta çarpışması gelişmiştir. Bu dönemde pasif olan güney kenara ofiyolitik kütleler (İspendere, Kömürhan ve Guleman Ofiyolitleri) yerleşirken, kabuk kalınlaşmasına bağlı olarak çarpışma granitoyidleri (Syn COLG) (Yazgan vd., 1987; Herece vd., 1992) oluşmuştur. Kampaniyen'de ise çarpışma sonrası Bilaser Tepe Magmatitleri olarak adlandırılan granitoyidleri oluşmuştur (Şekil2).
Baskil Magmatitleri ve Kömürhan Ofıyolitleri Kampaniyen-Alt Maastrihtiyen yaşlı Sağdıçlar Formasyonu tarafından örtülmektedir (Yazgan vd., 1987). Bilaser Tepe Magmatitlerine ait dasitler Sağdıçlar Formasyonuyla intrüsif ilişkili olup, Akgül ve Bingöl (1997) tarafından Keban civarında da saptanmıştır. Bu veriler ve Bilaser Tepe Magmatitlerine ait granodiyoritten alman 77.6±2.0 My yaşı dikkate alındığında, Bilaser Tepe Magmatitlerinin, Sağdıçlar Formasyonun çökelimi ile eş yaşlı veya sonrasında geliştiği düşünülmektedir.
Bilaser Tepe ve Baskil magmatitlerinin kökenlerine açıklık getirmek amacıyla çeşitli köken diyagramları kulanılmıştır. Pearce ve diğerleri (1984)'nin Y+Nb-R diyagramına göre. Baskil Magmatitlerine ait örneklerin tamamı volkanik yay granitoyiti (VAG) alanında yer alırken, Bilaser Tepe Magmatitlerine ait örnekler ise volkanik yay granitoyiti (VAG), çarpışma ile eş zamanlı granitoyid (Syn COLG) ve levha içi granitoyid (WPG) alanlarının kesişme noktalarına yakın bölgelerde izlenmektedir (Dumanlılar, 2002) (Şekil. 3). Pearce ve diğerleri
(1984) ile Pearce (1996)'ya göre çarpışma sonrası granitoyidler (Post-COLG) tektojenetik sınıflamada ana sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Çünkü bu granitoyidler kabuğun alt kesimlerindeki kısmı ergimelerden meydana gelebileceği gibi üst mantodaki kısmi erimelerden de meydana gelebilmektedir. Ayrıca, çarpışma sonrası magmatizmalan, bölgede daha önceki zamanlarda gelişmiş olan dalma-batma sürecinin jeokimyasal izlerini (düşük Nb, Ta ve T i , y ü k s e k T h , U v e P b g i b i ) taşıyabileceklerinden, aktif ada yayı ile ilişkili olmamalarına rağmen, iz element özellikleri bakımından yay magmatizmalarına benzerlik gösterebilirler (Alıcı vd., 1997 ve 1998). Sonuç olarak, Bilaser Tepe Magmatitlerinin, çarpışma sonrası (Post-COLG) kalkalkalin bir plüton olabileceği düşünülmektedir. Ayrıca bu durum, Harris ve diğerleri, (1986) tarafından önerilen, Si02-Rb/Zr diyagramında da görülmektedir (Şekil 4). Bilaser Tepe Magmatitleri bu özellikleri nedeniyle, Harris vd. (1986) tarafından tanımlanan çarpışma soması (Post-COLG) grup-III magmatizması ile deneştirilebilir.
Şekil 3A. Rb-(Y+Nb) diyagramındakı
bazı çarpışma sonrası granitlerin dağılımı 3B ve C. Baskil ve Bilaser Tepe Magmatitlerine ait kayaç örneklerinin Rb-(Y+Nb) diyagramı (Pearce ve diğ., 1984) üzerindeki dağılımı (VAG:Volkanik yay granitoyidleri, syn-COLG:Çarpışma ile eş zamanlı granitoyidler, O R G : O k y a n u s o r t a s ı s ı r t ı granitoyidleri, WPG: Levha içi granitoyidler).
Figüre 3A. Distribution ofsomepost-collision granites plotted on Rb versus (Y+Nb) diagram
3B and C. Distribution of Baskil and Bilaser Tepe magmatites plotted on Rb-(Y+Nb) (VAG : volcanic arc granitoids, Syn-COLG: syn-collision granitoids, ORG: middle ocean ridge granitoids, WPG : within plate granitoids
Jeoloji Mühendisliği Dergisi 29 (1) 2005
Araştırma Makalesi I Research Article I
Sİ02 (wt%)
Şekil 4.Baskil ve Bilaser Tepe Magmatitlerine ait ö r n e k l e r i n S i 02 ( % ) - R b / Z r diyagramlarındaki konumu (Pearce ve diğ.,1984).
Figüre 4. SİO2 (%) versus Rb/Zr diagram far Baskil and Bilaser Tepe magmatites (Pearce et al., 1984)
I: Toleyitik plajiyogranitler; II: Kalkalkalin granit-granodiyorit; III: Subalkalin granit; IV: Ultrametamorfık granit; V: Kalkalkalin granit; V I : Plumasitik granit; VII: Peralkalin granit; V I I I : P e r a l k a l i n granit-alaskit Şekil 5. Baskil ve Bilaser Tepe magmatitlerinin
Rb-Ba-Sr üçgen diyagrammdaki dağılımı. Granitik grupların ayrımı Tauson (1974)'dan alınmıştır (Karapetian ve diğerleri, 2001)
Figüre 5. Rb-Sr-Ba temary diagram far the Baskil and Bilaser Tepe granitoids. Discrimination diagram far granitic groups is taken from Tauson (1974) (Karapetian et al., 2001)
Rb-Ba-Sr üçgen diyagramını (Tauson, 1974; Karapetian vd., 2001) incelediğimizde, Baskil magmatitlerinin, Bilaser Tepe Magmatitlerine göre Rb ve Ba bakımından daha fakir seriler oluşturduğu gözlenmektedir. Ayrıca, diyagramda Baskil Magmatitleri belirgin olarak I-tipi granitleri bölgesinde yer alırken, Bilaser Tepe Magmatitlerine ait örnekler ise I ve S-tipi
granitlerin kesiştiği bölgeye düşmektedir (Şekil 5).
Bilaser Tepe Magmatitlerine ait örneklerin Th'a karşı U değişim diyagramı Şekil 6'da görülmektedir. Taylor ve McLennan (1985)'a göre, yüksek Th/U oranı, magmatik eriyikler içerisine kıtasal kabuk malzemelerinin katılımına işaret etmektedir. Buna göre, gözlenen yüksek Th/U oranı (Th/U=2-4) bu magmatizmanm gelişimde kabuksal kirlenmenin etkili olduğunu göstermektedir.
40
Şekil 6 Bilaser Tepe Magmatitlerinin Th-U diyagrammdaki konumu.
Figüre 6. Th Udiagramfor the Baskil and Bilaser
Tepe granitoids
Bilaser ve Baskil magmatitlerinin iz element özelliklerini değerlendirdiğimizde, petrojenetık açıdan iki farklı kütlenin varlığı gözlenmektedir. Bunlardan ilki Baskil Magmatitleri olup yay magmatizmasmm tipik özelliklerini gösterirken,
ikinci kütle Bilaser Tepe Magmatitleri olup çarpışma sonrası magmatizması olarak ortaya çıkmaktadır. Ayrıca, magmatizmanın gelişimde kabuksal kirlenme sürecinin etkileri belirgin bir şekilde gözlenmektedir (Dumanlılar, 2002).
PETROGRAFİ
Bölgedeki magmatik kayaçlar, Baskil Magmatitleri ile Bilaser Tepe Magmatitleri olarak iki ana kütleden oluşmaktadır. Saha verileri, kimyasal ve mineralojik-petrografık özelliklere göre, inceleme alanındaki Baskil Magmatitleri, diyorit, kuvars diyorit, kuvars monzodiyorit ve tonalit; Bilaser Tepe Magmatitleri ise granit, granodiyorit, granodiyoritporfır, granitporfır ve dasitporfir fazlanna ayrılmıştır (Şekil 7).
Şekil 7 Baskil ve. Bilaser Tepe Magmatitlerinin Streckeisen (1976) KAP diyagramında dağılımı
Figüre 7. Modal mineralogical namenclature for the Baskil and Bilaser Tepe granitoids on the KAP diagram of Streckeisen (1976)
Baskil Magmatitlerinin Petrografisi
Diyorit /Kuvars Diyorit/ Kuvars Monzodiyorit
Ç a l ı ş m a a l a n ı i ç e r i s i n d e k u v a r s diyorit/diyoritler, Badem Tepe-Hemik Tepe hattının güneyinden başlayıp, Cansızhimik Mahallesi'ne kadar uzanan bir kısımda mostra vermektedir. Kuvars diyoritler, kuzeyde Bilaser
Tepe Magmatitlerine ait granit ile dokanak oluştururken, diğer yönlerde granodiyorit tarafından çevrelenmişlerdir.
Diyorit grubu olarak tanımlanan kayaçlar holokristalin-yan özşekilli tanesel dokuludur. Kayacın ana mineralleri yan özşekilli, oligoklaz-andezin bileşimindeki plajiyoklaz ve hornblenddir. Özşekilli - yarı özşekilli hornblendler seyrekte olsa plajiyoklaz kapanmaları içererek poikilitik doku göstermektedir. Diyorit grubu kayaçlarda gözlenen tek aksesuar mineral ise apatittir. Kuvars oranının değişimine bağlı olarak diyorit-kuvars diyorit ayırımı yapılmıştır. Bej ikan Ziyareti Tepe civarında ise parejeneze özşekilli ve pertitik dokulu ortoklazların katılmasıyla kuvars monzodiyoritlere geçiç gözlenmektedir (Şekil 8).
Tonalit
Çalışma alanının kuzeybatı sınırında mostra veren tonalit, holokristalin, yan özşekilli tanesel dokuya sahip olup, yuvarlak ve elips şekilli kuvars, plajiyoklaz ve hornblend minerallerinden oluşmaktadır. Plajiyoklazlar, yarı özşekilli oligoklaz-andezin bileşiminde olup, az oranda alterasyona bağlı olarak serisitleşme, killeşme ve epidotlaşma gelişmiştir. Yarı özşekilli hornblendler ise alterasyona bağlı olarak tamamen epidot ve klorite dönüşmüştür.
Bilaser Tepe Magmatitlerinin Petrografisi Daha önceki araştırmalarda Baskil Magmatitlerinin son fazı olarak değerlendirilen granitik bileşimli kayaçlar, bu çalışmada, arazi, petrografik ve kimyasal verilere göre ayrı bir evre olarak, Bilaser Tepe Magmatitleri altında isimlendirilmiştir. Baskil Magmatitleri ile intrusif ilişkili olan Bilaser Tepe Magmatitlerine ait örnekler üzerinde gerçekleştirilen modal-mineralojik çalışmalar sonucunda granit ve granodiyorit bileşimli kayaçlar belirlenerek; aynntılan aşağıda sunulan granit, granodiyorit, granitporfır, granodiyoritporfır ve dasitporfirden oluşanbeş faz ayırt edilmiştir. (Şekil 7 ve 8).
Jeoloji Mühendisliği Dergisi 29 (1) 2005 7 Araştırma Makalesi / Research Article
Şekil 8. İnceleme alanın jeoloji ve alterasyon haritası Figüre 8. Geological and alteration map of the studied area
Granit
Granitler, Badem Tepe, Hemik Tepe ve Kiziruşağı Mahallesi hattının kuzeyinden Baskil düzlüğüne kadar olan kesimde mostra verir (Şekil 8). Tipik pembemsi görünümleri ile diğer kayaç topluluklarından kolayca ayrılırlar. K80D/30°KD yönlü eklem sistemleri ve pembemsi beyaz arenalaşmaları bölge için tipiktir. Granit içerisinde kalınlıkları 10-50 cm arasında değişen değişik yönelimlere sahip aplit damarları mevcuttur.
Mikroskopik olarak, holokristalin-yarıözşekilli tanesel dokulu. olan kayacın, kuvars, ortoklas plajiyoklaz levhamsı prizmatik şekilli amfibol ve biyotit ile apatitten oluştuğu belirlenmiştir. Öz şekilsiz kuvarslar, çok az dalgalı sönme göstermelerine rağmen genelde ani sönmelidir. Ayrıca seyrek olarak, ortoklas içinde kurtçuklar şeklinde bulunarak grafik doku sergilerler. Öz şekilli ortoklaslarda, karlsbad ikizi tipik ve pertitik doku gelişmiştir. Özşekilli, oligoklaz bileşimindeki plajiyoklazlar ise, polisentetik ikizlenme ve daha az olarak da zonlu doku göstermektedirler. Ayrıca oligoklazlar magmatik korozyona bağlı olarak kenarlarından itibaren kemirilmiştir.
Granodiyorit
Granodiyoritler, Kiziruşağı Mahallesi güneyinde ve Cansızhimik Mahallesi kuzeyinde mostra vermektedirler (Şekil 8). Diyorit ve granit ile intrusif ilişkili olarak izlenen granodiyorit, bazen bu iki kayaç içerisinde 1-20 m kalınlıklar arasında sokulum olarak da izlenmektedir. Arazide grimsi yeşil renkler sunan birim, Bilaser Tepe Magmatitlerine ait diğer birimlere göre daha ince taneli yapıya sahiptir. El örneklerinde kayaç, grimsi beyaz renkli feldispatlar ve camsı renkli kuvarslar ile bunların arasında dağılmış bıçağımsı şekilli daha küçük taneli mafık minerallerden oluşmaktadır.
Yan özşekilli tanesel doku gösteren kayaç, kuvars, plajiyoklaz ortoklaz ve bıçağımsı şekildeki biyotit ve hornblendden oluşmaktadır. Apatit, zirkon, sfen, manyetit ve daha az oranda ilmenit kayacın tali mineralleridir. Özşekilsiz kuvars, ortoklaz ile beraber grafik doku oluşturmaktadırlar. Özşekilli plajiyoklaz genellikle albit ikizlenmesi göstermesine rağmen, daha iri taneli olanlarda zonlu yapı izlenmektedir. Albit ikizlenmesi gösteren plajiyoklazlar oligoklaz ve andezin bileşimindedir. Özşekilli-yarışekilli ortoklazlarda karlsbad ikizi tipik olup, iri taneler, plajiyoklaz, biyotit ve amfibol kapanımları içererek poikilitik doku oluşturmaktadır.
Granitporfir
Bilaser Tepe Magmatitlerinin merkezinde yer alan grimsi beyaz renkli granitporfir, mafık minerallere göre kuvarsın iri kristaller şeklinde ve fazla olması nedeniyle diğer birimlerden kolayca ayırt edilmektedir (Şekil 8).
Granitporfırler, mikrokristalin bir hamur içerisinde dağılmış kuvars, plajiyoklaz, ortoklaz ve biyotit fenokristalleri ile aynı bileşimdeki mikrokristalin matriksten oluşmaktadır. Modal mineralojik analiz sonuçlarına göre KAP diyagramında (Streckeisen, 1976) granit olarak tanımlanan kayac, dokusal özelliklerine göre granitporfir olarak tanımlanmıştır (Şekil 7).
Kayaç içerisinde en fazla bulunan kuvars fenokristal olarak özşekilli ve yan özşekilli, hamur içerisinde ise özşekilsiz taneler şeklinde olup, K-feldispat, plajiyoklaz ve seyrek olarak da turmalin kapanından içermektedir. Daha az oranda izlenen plajiyoklaz genellikle özşekilli-yarı özşekilli, tipik albit ikizlenmeli olup, andezin bileşimindedir. Ortoklazlar ise, genellikle özşekilli-yan özşekilli hem fenokristaller hem de hamur içerisinde yer almakta olup, karlsbad ikizi tipiktir. Kuvars içerisinde kapanım olarak
Jeoloji Mühendisliği Dergisi 29 (1) 2005
bulunmasının yanı sıra, kuvars ile beraber büyürken grafik dokusu oluşturdukları da belirlenmiştir. Fenokristal olarak izlenen biyotit tanecikleri ise felsık tanelere göre daha küçük boyuta sahip olup, bıçağımsı şekildedirler. Belirli alanlarda kümelenme göstermektedirler.
Apüt
Granitleri keser konumda izlenen aplitler, ince taneli holokristalin dokulu olup, esas olarak kuvars, ortoklaz, plajiyoklaz ve ender izlenen biyotit minerallerinden oluşmuştur.
Granodiyorit porfir
Kiziruşağı Mahallesinin kuzeybatısında dar bir alanda, gri renkli granodiyoritporfır mostra vermektedir (Şekil 8). Granodiyorite göre kayacın mafık mineral oranı artmakta ve alkali feldispat dışındaki diğer bileşenlerin tane boyu ise küçülmektedir. Alkali feldispatların boyutu 2 cm'y e kadar ulaşmaktadır.
Holokristalin porfiritik dokulu kayaçta fenokristaller ile matriks arasındaki tane boyunun çok farklı olması sebebiyle, isimlendirmede KAP (Streckeisen, 1976) diyagramı kullanılamamıştır. Kayaçta alkali feldispat, plajiyoklaz, kuvars, hornblend, biyotit ve tali mineral olarak da, zirkon, apatit ve sfen mineralleri belirlenmiştir. Yer yer ortoklaz içinde kapanım olarak izlenen biyotit ve hornblend mineralleri özşekilsiz-bıçağımsı fenokristal halinde izlenirken, hamur içerisinde de mikrolitler şeklindedir. Mafık minerallerin alterasyona bağlı olarak yer yer kloritleştiği görülmektedir. Kayaç içerisinde manyetit ve daha az oranda ilmenite rastlanmaktadır.
Dasitporfir
İnceleme alanındaki en genç magmatik birim olan dasitporfirler, Cansızhimik Mahallesi'nin güneyinde DB yönünde uzanım sunmakta olup,
9 Araştırma Makalesi I Research Adide genişçe bir alanda mostra vermektedir. Kuzey ve batı sınırında Bilaser Tepe Magmatitlerme ait granodiyorit ile tedrici geçişli olarak izlenirken, doğu sınırı genç çökeller tarafından örtülmektedir (Şekil 8). Dasitporfırlerin, çalışma alanı dışındaki güney sınırında ise, çamurtaşı, silttaşı, kireçtaşı ve volkanik kiltaşı ardalanmasından oluşan
Sağdıçlar Formasyonu ile intrusüf ilişkilidir. Yoğun alterasyon nedeniyle arazide sarımsı beyaz renkte görülmektedir. Kayacın el örneğinde, boyları 0,5-2 mm arasında değişen kuvars fenokristalleri ile sarımsı ve beyazımsı matriksten oluşmaktadır.
Yapılan mikroskop incelemeleri sonucunda, kayaçta kuvars dışındaki tüm minerallerin altere olduğu belirlenmiştir. Porfırik dokulu kayaçta, serisit, karbonat ve kil alterasyonuna maruz kalmış plajiyoklazlar ile kemirilmiş dokulu kuvarslar izlenmektedir. Kayacın hamuru ise kil, karbonat, serisit ve kuvars minerallerinden oluşmaktadır.
Kayacın ilksel dokusu ve mineralojik bileşimi alterasyon nedeniyle tahrip olmuştur. Buna rağmen porfırik doku izlerine rastlanılmaktadır. Fenokristal kuvars taneleri içinde apatit kapanından mevcuttur.
MADEN JEOLOJİSİ
Baskil (Elazığ) güneyindeki cevherleşmeler, lokasyon olarak birbirine yakın olmakla beraber, Bilaser Tepe Magmatitlerinin farklı birimleri içerisinde iki ayrı tipte gelişmiştir. Bunlardan ilki, Bilaser Tepe Magmatitleri ile bunların kontağındaki Baskil Magmatitlerine ait kuvars diyoritlerde gelişmiş olan porfiri bakır cevherleşmesidir. Diğeri ise Bilaser Tepe Magmatitlerinin kenar zonunu oluşturan granitler içerisinde yer alan Au-Cu içeren kuvars damarlarıdır.
Porfiri Tip Bakır Cevherleşmesi
Topalkem Mahallesi civarındaki porfiri tip b a k ı r c e v h e r l e ş m e s i , B i l a s e r Tepe Magmatitlerine ait granodiyorit, granit porfır ve dasitporfire bağlı olarak gelişmiştir. Cevherleşme bu kayaçların içinde ve çevre kayaçlarda (kuvars diyoritlerde) saçmımlı, damar ve damarcıklar şeklinde izlenmektedir. Cevherleşmeye geniş alanlar da alterasyon kuşakları da eşlik etmektedir.
Bilaser Tepe civarında, merkezde granitporfır yer alırken, çevresinde granodiyoritler izlenmektedir. Bu iki faz birlikte, (Kuru Dere ile Taşlı Dere arası merkez olmak üzere) yoğun alterasyon ve mineralizasyona sebep olmuştur (Şekil 8).
Sahanın güney sektöründe ise, yaklaşık D-B uzanımlı Bilaser Tepe Magmatitlerinin son fazı dasitporfir mostra vermekte olup, kendi içerisinde ve çevre kayaçlarda yoğun alterasyona neden olmuşlardır.
Altere granodiyorit ile altere granitporfırler, Kuru Dere ve civarında, içice olarak bulunmaktadır. Porfiri cevherleşme ile ilgili olarak, Bilaser Tepe magmatitleri içerisinde ayırt edilen fazlardan ilki granodiyorit olup, holokristalin tanesel doku göstermektedir. Daha sonra gelişen granitporfir ise, magmatik differansiyasyonun bir sonucu olarak daha asidik karakterde gelişmiştir. Alterasyon ve mineralizasyondan her iki kütle de etkilenirken, g r a n o d i y o r i t i n daha çok etkilendiği belirlenmiştir. Benzer ilişki El Salvador (Şili) porfiri bakır yatağında da belirlenmiştir (Sawkins, 1984).
Alterasyon
Y a p ı l a n ç a l ı ş m a l a r s o n u c u n d a cevherleşmeyle ilişkili olarak 4 çeşit alterasyon türü tanımlanmıştır. Ayırtlanan alterasyon türleri,
biyotit-kuvars (potasik), serisit-klorit-kuvars-kil, epidot-klorit-karbonat (propilitik), kuvars-serisit-pirit (fillik) ve kuvars-serisit-karbonat-klorit mineral birliklerinden oluşmaktadır.
Harita alımı çalışmaları esnasında, kuvars-serisit-pirit (fillik) ve serisit-karbonat-kloritten oluşan alterasyon toplulukları, fillik alterasyon olarak haritalanmıştır (Şekil 8). Yüzeyde, kısmen ikincil alterasyonun gözlenmesi, haritalama esnasında bu iki alterasyonun birbirinden ayırt edilmesini imkansızlaştırmaktadır. Fakat, sondajlarda yüzeysel alterasyondan uzaklaştıkça ve detaylı örnekleme sonucunda, fillik alterasyonun, iki farklı alterasyon zonundan oluştuğu belirlenmiştir.
Babine (Kolombiya) porfiri bakır yatağında Zaluski vd. (1994) tarafından yapılan çalışmalarda erken evrede, derin zonlarda, potasik ve propilitik alterasyonun geliştiği, daha sonraki evrede ise kuvars-serisit-karbonat-klorit ve fillik (kuvars-serisit-pirit) alterasyonun oluştuğunu ortaya koymuştur. Bu çalışmada belirlenen karbonat-serisit alterasyonu, Lowell ve Guilbert (1970)'in önerdiği alterasyon parajenezlerine tam olarak uymadığı için, alterasyon isimlendirmede mineral birlikteliği kullanılmıştır. Bunun yanı sıra, biyotit-kuvars, epidot-klorit-karbonat/serisit-klorit ve kuvars-serisit-pirit'den oluşan alterasyon parajenezleri, sırasıyla, Lowell ve Guilbert (1970)'ın önerdiği, potasik, propilitik ve fillik alterasyon tanımlarıyla uyum sağlamaktadır.
Potasik alterasyon
Biyotit-kuvars-klorit mineral paraj enezinden oluşan alterasyon, kuvars diyorit ile granodiyorit bileşimli kayaçlarda izlenmektedir. Potasik alterasyon mikroskop altında, biyotit-kuvars-apatit minerallerinden oluşan mikro damarcıklar ile mafık minerallerin, kuvars ve biyotitden oluşan agregaya dönüşümlerin ortaya çıkmasıyla
Jeoloji Mühendisliği Dergisi 29 (1) 2005 11
belirginleşmektedir. Kuvars damarları içerisinde
az miktarda ikincil ortoklaza da rastlanılmaktadır. Kuvars diyoritler içerisindeki hornblendler bu alterasyon esnasında, ayrıca tremolit-aktinolit, karbonat ve kuvars tarafından ornatılmaktadır. Mikrodamarlarda ayrıca klorit-apatit-serisit-rutil-zirkon -mineralleride bulunmaktadır. Mikrodamarlardaki kloritler ikincil biyotitlerin alterasyonu sonucu oluşmuştur.
Carten (1986) faz petrolojisinden yola çıkarak, oligoklaz-aktinolit alterasyon birlikteliğinin, 360°C-480°C'de ve 300-800 bar basınçta oluştuğunu belirlemiştir. Dilles ve Einaudi (1992) ise, Ann-Mason (Nevada) porfiri bakır yatağında, aktinolit-oligoklaz alterasyon birlikteliğinin 500-1000 bar basınç ve 375°-400°C 'de oluştuğunu tesbit etmişlerdir. Bu verilerden hareket ederek, Topalkem porfiri bakır cevherleşmesinin erken evresinde oluşan potasik alterasyondaki aktinolitlerin 360°C-480°C 'de oluştukları öngörülebilir.
Propilitik Alterasyon
Merkezdeki potasik alterasyonu çevreleyen propilitik alterasyon, yan kayacın bileşimine göre farklılıklar sunmaktadır.
Epidot-klorit-karbonat-serisit alterasyonu Kuvars diyorit içerisinde gelişen propilitik alterasyon paraj enezi, epidot, klorit, karbonat ve serisitten oluşmaktadır. Plajiyoklazlar az oranda s e r i s i t l e ş i r k e n , k ı s m e n d e e p i d o t a dönüşmektedirler. Amfiboller ise yoğun olarak klorit ve epidota dönüşürken, yer yer de aktinolit/tremolit tarafından ornatılmaktadır. Ayrıca, bu zon içerisinde ağsal, düzenli damarcık ve damarlar yer almaktadır. Bu damarcıklar kuvars, kuvars-karbonat ve karbonat damarcığı şeklindedir. Ayrıca bazı kılcal çatlaklarda ise jips ve lömontit (zeolit) mineralleri de belirlenmiştir.
Araştırma Makalesi / Research Article
Kuvars-serisit-klorit-kil alterasyonu Granodiyorit içerisinde gelişen propilitik alterasyon parajenezi kuvars-serisıt-klorit'den oluşmaktadır. Feldispat grubu mineraller çoğunlukla serisit, kuvars ve kil minerallerine dönüşmüşlerdir. K-Feldispatlar ise üstteki alterasyonlara ilavaten karbonatlaşmışlardır. Biyotitlerin ise, klorit ve opak mineralden oluşan bir agregaya dönüştüğü belirlenmiştir. Ayrıca klorit, opak mineral ile beraber, kılcal damarlarda da yer almaktadır. Serisit-klorit-kuvars alterasyonunu genellikle potasik alterasyonunu üzerlemektedir.
Propilitik alterasyonun sıcaklığı plajiyoklas ve epidotun birlikteliği ile sınırlandırılabilir. Dış propilitik zondaki albit, Fe' ce zengin epidot ve hematit parajenezi, 350°C alt ısı sınırını tanımlar. Epidotsuz iç propilitik zon ise, Dilles ve Emaudı, (1992)' nın belirtiği gibi muhtemelen daha yüksek sıcaklığı işaret etmektedir.
Kuvars-serisit-pirit alterasyonu
Yüzeyde oldukça geniş alanlar kaplayan kuvars-serisit-pirit alterasyonu granodiyorit ve dasitporfirin uzanımıyla paralellik sunmaktadır. Sahanın güneyinde, Gaz Tepe'den başlayarak, Taşlı Dere ile Kuru Dere arasındaki sırtı kat ederek, Ganiraşık Dere'nin üst kotlarına doğru geniş bir kuşak halinde uzanmaktadır. Gaz Tepe'nin güneyinde ise DB istikametinde uzanmaktadır.
Kuvars-serisit-pirit alterasyonu, granodiyorit ve daha az oranda, granitporfiri etkilemiştir. Ayrıca, Gaz Tepe'nin güneyindeki dasitporfırler de bu alterasyondan etkilenmişlerdir. Alterasyondan etkilenen kayaçlar, el örneğinde, genellikle bej-beyaz-açık kahverenklidir. Ama yüzeysel koşullarda gelişen oksidasyon sonucu, kayaçlar kahve-bordo-kirli sarı renkli bir
şekilde etkilenen kayaçların ilksel dokusu tamamen bozulmuş ve kuvars dışındaki ana minerallerin tümü serisite dönüşmüştür. İlksel kuvarslarda ise büyüme izlenmektedir. İnceleme alanında belirlenen kuvars - serisit - pirit alterasyonu, Lowell ve Guilbert (1970)'in tanımladıkları fillik alterasyona karşılık gelmektedir. Fillik alterasyonun yoğun olduğu bu alanlarda, sülfidli kuvars ve sülfid damarcıkları kayacın kılcal çatlaklarında yer almaktadır.
K u v a r s - s e r i s i t - k a r b o n a t - k l o r i t alterasyonu
Bu alterasyon, yüzeyde, kuvars-serisit-pirit alterasyonu ile birlikte haritalanmıştır. Sondajlarda yapılan detay inceleme sonucunda ise farklı bir alterasyon olarak incelenmiştir. Feldispat grubu mineralleri serisit, karbonat ve az miktarda kaolinite dönüşürken, mafik minerallerin karbonat ve klorite dönüştükleri belirlenmiştir.
Alterasyon, mikroskop altında, kuvars-karbonat-opak mineralleri veya karbonat-klorit-opak mineraller şeklinde farklı iki parajenez s u n a n d a m a r ı n o r t a y a ç ı k m a s ı y l a belirginleşmektedir. Bu alterasyon, potasik alterasyon ile propilitik alterasyonu maskelemiş ve tahrip etmiş şekilde izlenmektedir.
Cevherleşmenin Yapı ve Dokusu
Mineralojik Bileşimi, İnceleme alanındaki porfiri bakır mineralizasyonunda gözlenen cevherleşme, bulunuş şekline göre, damar, çatlak-kırıklarda ağsı ve saçınımlı tip olarak üç ana grup altında tanımlanabilir. Cevherleşmedeki ana cevher mineralleri, pirit, arsenopirit ve kalkopirittir. Bu ana bileşenlerin yanı sıra, tali olarak, manyetit, pirotin, molibdenit, bizmutin, nabit bizmut, galenit, sfalerit, rutil-anataz, bornit, ilmenit ve fahlerz belirlenmiştir. İkincil cevher mineralleri ise limonit, hematit, markasit, kalkosin ve
kovelindir.
Mineralojik birlikteliklerden hareketle yaşlıdan gence doğru oluşum sırası; (1) manyetit, pirotin, (2) pirit (I), kalkopirit (I), molibdenit, (3) arsenopirit, (4) pirit (II), rutil, kalkopirit (II), molibdenit, (5) bizmutin, nabit bizmut, sfalerit, bornit, galenit ve fahlerz. olarak saptanmıştır (Şekil 9). Cevher minerallerinin alterasyon birliktelikleri ve cevherleşme şekillerine ait özet bilgiler ise aşağıda sunulmuştur:
Manyetit
Potasik ve propilitik zonlarında izlenen manyetit iki şekilde bulunmaktadır. Birinci tip manyetitler, kuvars diyorit ve granodiyoritin ilksel bileşiminde yer almakta olup, özşekilli ve kısmen hematite dönüşmüştür. Bunlar genellikle kataklastik özelliktedir. İkinci tip manyetitler ise, mafik minerallerin çatlakları ve dilinimleri arasında, yan özşekilli ve özşekilsiz bulunmakta olup, 10 ile 180 mikron arasında değişen büyüklüktedirler. Bu tür manyetitler mafik minerallerin, klorit veya biyotite dönüşmesi esnasında, dekompozisyon ile açığa çıkan demirin, mafik mineralin çatlak ve dilinimlerine göç etmesi ve burada oksitlenerek manyetite dönüşmesi sonucu oluşmuştur.
MİNERALLER I. CEVHERLEŞME FAZI 11. CEVHERLEŞME FAZI ZENGİNLEŞME FAZI
Pirit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit Arsenopirit Kalkopirit Molibdenit Manyetit Sfalerit Galenit Markazlt Fahlsnc Pirotin Rutil İlmenit Kolkosln Kovellin Bizmutin Limonit
Şekil 9. Topalkem (Baskil-Elazığ) porfiri bakır
cevherleşmesine ait mineral parajenezi. Figüre 9. Mineral assemblages far Topalkem
Jeoloji Mühendisliği Dergisi 29 (1) 2005 13 Araştırma Makalesi/Research Adide Pirotin
Pirotin, kuvars-serisit-klorit (propilitik) a î t e r a s y o n z o n u n d a s a ç ı n ı m l ı Olarak bulunmaktadır. Pirotinler, 9 ile 45 mikron tane boyutunda özşekilli olup, ince taneli çubuksu olarak da izlenmektedirler. Kuvars-serisit-karbonat aberasyonu tarafından gölgelenen kuvars - serisit klorit alterasyonunun izlendiği zonlarda pirotin, arsenopirit ve pirit içinde kapanım olarak gözlenmektedir. Ayrıca, bu zondaki pirotinler markazit tarafından ornatılmaktadır.
İlmenit
Potasik ve propilitik alterasyon zonlarında saçınımlı olarak izlenen ilmenit minerali özşekilsiz veya yan özşekillidir. Ayrıca, mineral manyetitler içerisinde lameller şeklinde de izlenmektedir (İlmenomanyetit).
Rutil
Fillik alterasyonda yaygın olarak izlenen rutil, iğnemsi şekildedir.
Pirit
Çalışma alanı içerisinde en yaygın olarak bulunan cevher mineralidir. İnceleme alanında tanımlanan bütün alterasyon zonlarında izlenen pirit, çatlak-kınk dolgusu ve saçınımlı olarak bulunmakta olup, iki farklı fazda oluştuğu belirlenmiştir.
İlk oluşan piritler (Pirit-I), potasik ve propilitik zonda saçınımlı ve damarcıklar (sülfid ve kuvars damarcıkları içinde) şeklinde izlenirken, aynı fazda oluştuğu kalkopirit (kalkopirit-I) ile hem kenetli hem de kalkopirit içerisinde kapanım halinde bulunmaktadır. Diğer pirit fazı ise (Pirit-II), kuvars-serisit-karbonat ile fillik alterasyonun damar ve damarcıklarında (sülfid ve kuvars) izlenmektedir. Pirit-II,
kuvars-karbonat-serisit aberasyonunda karbonat damar/damarcıkları içerisinde, arsenopirit ve kalkopirit (kalkopirit-II) ile beraber bulunmaktadır. Pirit ve arsenopiritler basınç etkisiyle kataklastik bir doku kazanmış olup, aralan sfalerit galenit, kalkopirit (kalkopirit-II) ve bizmut tarafından doldurulmuştur. Ayrıca bir kaç mikron ile 30 mikron arasında değişen boyutlarda, özşekilli ve yarı özşekilli pirit mineralleri galenit ve sfalerit içerisinde kapanımlar şeklinde izlenmektedir. Bu da, pirit II'nin kalkopirit II, galenit ve sfaleritten yaşlı olduğunu gösterir. Bunun yanı sıra piritler (pirit II) arsenopirit kapanından içermektedir.
Kalkopirit
Birinci faz kalkopiritler (kalkopirit-I) pirit-I ile birlikte, potasik ve propilitik alterasyon zonunda, saçınımlı ve damarcıklar şeklinde yer almaktadır.
İkinci faz kalkopirit ise, fillik alterasyon ile kuvars-serisit-karbonat alterasyonunda saçınımlı ve bu alterasyon içindeki kataklastik özellikteki kuvarslı karbonat damarları içerisinde yer almaktadır. Bu damarlar içerisindeki kalkopirit, kataklastik özellikteki pirit ve arsenopiritler arasındaki boşlukları doldurur şekilde izlenmektedir. Özşekilsiz izlenen bu kalkopiritler, genellikle pirit ve arsenopirit kapanından içermektedirler. Kalkopiritin kendisi ise, sfalerit ve galenit içinde kapanım olarak bulunmaktadır. Ayrıca arsenopiritler içerisinde, özşekilli kalkopirit-I kapanından bulunmaktadır. Kalkopirit, oksidasyon koşullarında malahit ve limonite dönüşürken, derin zonlarda, kalkosin ve kovellin tarafından ornatılmışlardır.
Arsenopirit
Arsenopirit kuvars-serisit-karbonat-klorit alterasyonunda yer alan kuvars-serisit-karbonat veya serisit-klorit-karbonat damarlarıyla beraber
bulunmaktadır. Bu damarlar içerisinde, arsenopirit dışında, cevher minerali olarak, markazite dönüşmüş pirit, kalkopirit, bizmutin, nabit bizmut ve ender olarakta molibdenit izlenmektedir. Arsenopiritler, çoğunlukla kataklazma etkisiyle, breşik bir görünüm kazanmış olup, araları kalkopirit, pirit ve bizmutin tarafından doldurulmuştur. Ayrıca, arsenopiritler, pirit ve kalkopirit içinde kapanım şeklinde izlenmektedir. Eğer kılcal çatlakta karbonat yoksa, cevher parajenezine molibdenit de eşlik etmekte ve arsenopiritlerin aralarını doldurur konumda izlenmektedir. Arsenopiritler 0,2-0,7 mm arasında değişen boyutlarda olup, özşekilli veya yarı özşekillidirler.
Bizmutin ve Nabit Bizmut
Bizmutin, kuvars-serisit-karbonat alterasyon zonunda ve bu alterasyonla eş zamanlı gelişen, kuvars-karbonat damarlarında saçınımlı veya mercekler şeklinde bulunmaktadır. Bizmutin ve nabit bizmut çoğunlukla, arsenopiritin aralarında ve kataklastik çatlaklarında bulunmaktadır. Ayrıca nabit bizmut kenarlarından itibaren
okr'larına dönüşüm göstermektedir. Markasit
Mineral pirit ve hekzagonal pirotinin bozunma ürünü olarak izlenmektedir. Pirotinlerden dönüşen markazitler lameller ş e k l i n d e d i r . K u v a r s - s e r i s i t - k a r b o n a t alterasyonun gelişimi ile birlikte, pirotin ve piritler markazite dönüşmüştür.
Molibdenit
Mineral kuvars-serisit-karbonat alterasyonu içinde saçınımlı olarak izlenirken, ayrıca bu alterasyonla beraber gelişmiş kuvars-karbonat damarları içerisinde görülmektedir. Molibdenit her iki durumda da kalkopirit-II ve markazite dönüşmüş pirit ile birlikte, kataklastik özellikteki arsenopiritin çatlaklarını doldurur konumda
izlenmektedir. Molibdenit genellikle bükülmüş levhalar şeklinde izlenmekte olup, tane boyutu 70 ile 300 mikron arasında değişmektedir. Ayrıca molibdenit nadiren potasik zon içerisinde saçınımlı olarakta bulunmaktadır.
Galenit ve sfalerit
Molibdenite benzer olarak, bu minerallerde kuvars-karbonat damarları içerisinde yer almaktadır. Galenitler içerisinde pirit, kalkopirit ve fahlerzkapanımlan izlenmektedir.
Nazaruşağı kuvars damarları
Bölgedeki ikinci cevherleşme ise, Topalkem porfiri bakır mineralizasyonunun kuzeyinde yer alan Nazaruşağı kuvars damarlarıdır. Baskil ilçesinin 1 km güneyinde yer alan kuvars damarları, Bilaser Tepe Magmatitlerine ait granitler içerisinde izlenmektedir. Nazaruşağı güneyinde yer alan kuvars damarlarına ait ilk çalışma Mohr (1963) tarafından yapılmıştır. MTA Genel Müdürlüğü tarafından 1994 yılında yapılan çalışma sonucunda ise, Nazaruşağı güneyindeki irili-ufaklı toplam 28 adet kuvars d a m a r ı t a n ı m l a n m ı ş t ı r ( T ü f e k ç i v e Dumanlılar, 1998).
Granitik kütle içinde yer alan damarlar, yüksek röliyefi ve koyu gri, siyah rengiyle arazide dikkati çekmektedir. Genellikle KB-GD doğrultulu ve KD'ya eğimli damarlar, 4 m ile 312,5 m arasında değişen uzunluğa sahip olup, 20cm ile 2 m kalınlıktadır.
Kuvars damarlarındaki cevher mineralleri, genelde saçınımlı ve masif mercekler şeklindedir. Cevher minerali olarak; kalkopirit, pirit, bizmut mineralleri (bizmut ve bizmutin, emplektit ve klamprotit), manyetit, galenit ve sfalerit belirlenmiştir. Eser miktarda görülen 10-15 mikron boyutundaki altın taneleri ise kalkopiritler ile kenetlidir Ayrıca, bu minerallerden türemiş, kovellin, kalkosin,
Jeoloji Mühendisliği Dergisi 29 (1) 2005 15 Araştırma Makalesi I Research Article
limonit gibi ikincil mineraller de bulunmaktadır. Kuvars damarlarının çevresindeki granitlerde gelişen alterasyon zonunun genişliği, damarın kalınlığına bağlı olarak, 10 cm ile 40 m arasında değişmektedir . Yan kayaçta, alterasyon ürünü olarak killeşme, karbonatlaşma, kloritleşme, epidotlaşma ve silisleşme belirlenmiştir. Yan kayaç içerisinde de, oldukça küçük taneli ender pirit, kalkopirit ve manyetit saçınımları görülmektedir.
Sıvı kapanım çalışması
Topalkem porfiri bakır mineralizasyonundaki alterasyon zonları ile Nazaruşağı altmlı-bakırlı kuvars damarlarından alınan 18 adet örnekte sıvı kapanım çalışması yapılmıştır. Örneklerdeki sıvı kapanım boyutlarının çok küçük ve az olması nedeniyle çalışmalar esnasında çok fazla sayıda homojenleşme sıcaklıkları elde edilmemiştir. Tuzluluk değerlerinin belirlenmesi için soğutma deneyleri yapılmıştır. Ancak sıvı kapanım boyutlarının küçük olması ve kararsızlık sunmaları nedeniyle alterasyon zonlarındaki tuzluluk değerleri ölçülememiştir.
Sıvı kapanım çalışmaları potasik ve fillik alterasyondaki ikincil kuvars ve kuvars damarcıklarında yapılmıştır. Bu alterasyon zonlanndaki sıvı kapanımlar, küçük boyutlu (3-12 mikron) ve oldukça değişik şekilde görülmektedir. Bunlar birincil kökenli olup, iki fazlı [sıvı+gaz (H20)] kapanmalardır.
Potasik zondaki ikincil kuvarslardaki birincil kapanımlarında yapılan 28 ölçümünde 450°C üstünde sıcaklık ölçülmüştür. Fillik alterasyondaki kuvars damarlarındaki birincil kapanımlardan ise 21 tane ölçüm yapılmış olup, 260-300°C arasında sıcaklık ölçülmüştür (Şekil 10).
N a z a r u ş a ğ ı Au-Cu i ç e r e n kuvars damarlarında yapılan çalışmalar sonucunda ise
sıvı kapanımların 3-35 mikron arasında boyutlara sahip, birinicil kökenli ve iki fazlı [sıvı+gaz ( H20 ) ] olduğu saptanmıştır. 17 Adet homojenleşme sıcaklığı ölçülmüş ve bu değerlerin 320°C ile 370°C arasında değiştiği belirlenmiştir. Bu grup sıvı kapanımların büyük olmasına rağmen yüksek kararsızlık sunmaları nedeniyle dondurma deneyleri yapılamamıştır (Şekil 11).
Elde edilen veriler ışığında Lindgren (1933) ve Evans (1987)'ın kriterlerine göre yapılan değerlendirmede, Nazaruşağı Au-Cu içeren kuvars damarlarının katatermal/hipotermal koşullarda oluştukları görülmektedir.
Şekil 10 Potasik ve propilitik alterasyondaki ikincil kuvars minerallerinin birincil kapanımlarında ölçülmüş homojenleşme sıcaklıkları (Th°C)
Figüre 10. Measured homogenization temperatures of primary inclusions in potassic and propylitic secondary quartz mineral (Th °C)
Şekil 11. Nazaruşağı kuvars damarlarındaki kuvars birincil kapananlarından ölçülmüş homojenleşme Sıcaklıkları (Th°C)
Figüre 11. Measured homogenization temperatures of primary auartz inclusions in Nazaruşağı
Jeoloji Mühendisliği Dergisi 29 (1) 2005 17
meydana geldiği ve yitim sonucunda oluşmuş I tipinde, kalkalkalin bir magmatizmanın ürünleri olduğu belirlenmiştir.
İkinci evre olarak ayırt edilen Bilaser Tepe Magmatitleri ise, ilk defa bu çalışmada tanımlanmış olup, granit, granodiyorit ile bunların yarı derinlik ve yüzey kayaçlarından oluşmaktadır. Baskil Magmatitleri ile intrusif ilişkili olan bu kayaçların çarpışma sonrası (post-COLG) kalkalkalin bir magmatizmanın ürünleri olabileceği düşünülmektedir.
Bu çalışma kapsamında Bilaser Tepe Magmatitleri adı altında incelenen bu kayaçların petrografik özellikleri, Chappel ve White (1974) 'm ileri sürdüğü kriterler gözönüne alındığında "I" tipine daha yakın oldukları görülmektedir.
Esas ve eser elementler üzerinde yapılan petrojenetik incelemeler sonucunda, Bilaser Tepe Magmatitlerine ait örneklerin büyük bir bölümü çarpışma sonrası granitoyid (post-COLG) olarak yer alırken, bir kısmı da, çarpışma ile eş zamanlı g r a n i t o y i d ( S y n - C O L G ) b ö l g e s i n d e bulunmaktadır. Rb-(Y+Nb) (Pearce ve diğ., 1984) diyagramlarında ise, numuneler Syn-COLG, VAG ile WPG sınır çizgilerine yakın yerlerde kümelenmektedir. Bu alan, Harris vd. (1986) tarafından post-COLG olarak tanımlanmıştır.
Topalkem Mahallesi civarındaki porfiri Cu mineralizasyonu ile Baskil güneyindeki Nazaruşağı Au-Cu kuvars damarları, Bilaser Tepe Magmatitleri içerisinde yer almaktadır. Topalkem M a h a l l e s i c i v a r ı n d a k i p o r f i r i C u mineralizasyonuna granodiyorit, granitporfir ve dasitporfır ile Baskil Magmatitlerine ait kuvars diyoritler içerisinde saçınındı, stockvvork ve damarlar şeklinde rastlanmaktadır. Cevherleşme geniş alterasyon alanları ile birlikte bulunmaktadır.
Belirlenen alterasyon tipleri Lowell ve
Araştırma Makalesi / Research Article Guillbert (1970) tarafından tanımlanan alterasyon paraj enezine uygun potasik, propilitik ve fillik alterasyonları ile bu sınıflamada yer almayan kuvars-serisit-karbonat alterasyonudur.
Alterasyondaki zonaliteye bağlı olarak, Potasik zonda manyetit, ilmenit, pirit, kalkopirit; propilitik zonda manyetit, ilmenit, pirit, kalkopirit; fillik zonda ilmenit, pirit, kalkopirit; kuvars-serisit-karbonat zonunda ise pirit, arsenopirit, kalkopirit, molibdenit, nabit bizmut ve bizmutin gibi cevher mineralleri bulunmaktadır. Topalkem (Baskil) porfiri bakır mineralizasyon zonunun dışında yer alan mesotermal kuvars damarları, kalkopirit, pirit, bizmut, manyetit, galenit, sfalerit ve altın içermektedir.
Porfiri yatakların oluşumu ile ilgili olarak iki farklı model vardır. Bunlar, ortomagmatik ve konvektif modellerdir. Ortomagmatik modelde, cevherleşmeye yol açan hidrotermal sıvılar, yüksek sıcaklıklı (400-750°C), tuzlu (% 15-60), % 95'den fazla magmatik unsur içeren, magmatik kökenli sıvılardır. Kaynama, çok fazlı olarak gerçekleşmiştir. Bunun aksine, konvektif modelde cevherleşmeye yol açan hidrotermal sıvılar, düşük sıcaklıklı (250-450°C), düşük tuz içerikli (<15), % 5 civarında magmatik unsur içeren meteorik kökenli sıvılardır. Kaynama olayı ise sınırlıdır.
Topalkem Mahallesi civarındaki fillik alterasyonda yapılan sıvı kapanım çalışmalarına göre, birincil kapanımlar iki fazlı olup, 250-300°C arasında homojenleşme sıcaklıklarına sahiptir. Potasik alterasyonda ise homojenleşme sıcaklığının 450°C den yüksek olduğu belirlenmiştir.
Topalkem Mahallesi (Baskil) porfiri Cu mineralizasyonunda, ortomagmatik ve konvektif sistemler birlikte etkili olmuşlardır.
KATKI BELİRTME
Bu yayın 1992-1996 yıllan arasında MTA Genel Müdürlüğü Maden Etüd ve Arama Dairesi tarafından yürütülen "GAP Maden Aramaları Projesi" kapsamında birinci yazarın A.Ü Fen Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümünde yaptığı doktora çalışmasının bir bölümünü kapsamaktadır. Yazarlar, çalışmanın her aşamasındaki katkılarından dolayı, GAP Maden Aramaları Projesi Başkanı rahmetli Jeo. Yük. Müh. M. Şahin Tüfekçi'ye, bu çalışmaya imkan sağlayan MTA Genel Müdürlüğü Maden Etüd ve Arama Dairesi Başkanlığına, çalışmanın çeşitli aşamalarındaki yönlendirici eleştirileri ve katkılarından dolayı Dr Ahmet Çağatay'a Bülent Bayburtoğlu'na (MTA), Ercan Kuşçu'ya (M.T.A.), Doç. Dr. Mehmet Şener'e (MTA), Dr. Pınar Şen'e (MTA), Selahattin Yıldırım 'a (MTA), Jeo. Yük. Müh. Gülay Sezerer Kuru'ya (MTA), Prof. Dr. Taner Ünlü'ye (A.Ü. Mühendislik Fakültesi), Jeo. Müh. Sabriye Metin'e (MTA), Dr Yasushi Watanabe'ye ve proje çalışanlarına teşekkürü borç bilirler.
DEĞİNİLEN BELGELER
Akande, S.O. and Zentilli, M., 1983. Geologic, fluid inclusion and the stable isotope studies of the Gays River lead-zinc deposit, Nova Scotia, Canada: Econ. Geol., 79,
1187-1211.
Akgül, M., 1991. Baskil Elazığ granitoyidinin petrografik ve petrolojik özellikleri. Yerbilimleri Geosound, 18,67-78.
Akgül, B. ve Bingöl, F., A, 1997. Piran köyü (Keban) çevresindeki magmatik kayaçların petrografik ve petrojenetik özellikleri. Selçuk Üniv. Müh-Mim. Fak. 20. Yıl Jeoloji Semp. Bildirileri 13-14. Alıcı, P., Temel, A., Gourgaud, A., Kieffer, G. and
Gündoğdu, M.N. 1997. Petrology and geochemistry of Lower Pliocene alkaline volcanism in the Gölcük area (İsparta, SW
Turkey). Terra abstracts, abstracts supplement, No. 1, Terra Nova, Vol.9. Alıcı, P., Temel, A., Gourgaud, A., Kieffer, G. and
Gündoğdu, M.N. 1998. Petrology and geochemistry of potassic rocks in the Gölcük area (Isparta, S W Turkey): genesis of enriched alkaline magmas. J. Volcanol. Geotherm. Res., 85 (1-4), 423-446.
Asutay, H.J., 1985.Baskil (Elazığ) çevresinin jeolojik ve petrografik incelenmesi: A.Ü.
Fen Bilimleri Enst. Doktora Tezi, (yayımlanmamış), 156, Ankara.
Asutay, H.J., 1988. Baskil (Elazığ) çevresinin jeolojisi ve Baskil magmatitlerinin petrolojisi. M.T.A Dergisi, 107, 49-72, Ankara.
Bingöl,A.F, 1984. Geology of the Elazığ area in the Eastern Tauras region: in: O. Tekeli ve M.C. Göncüoğlu (eds), Geology of the Taurus Belt int symp. Proceedings 199-208.
Carten, R.B., 1986. Sodium- calcium metasomatism: Chemical, temporal, and spatial relationships at the Yerington, Nevada, porhyry copper deposit: Econ. Geol., 81,1495-1519.
Chappell, B.W. and White, A.J.R., 1974. Two contrasting granite types: Expanded abstract, Pasific Geology, 8,173-174. Diles, J., H., andEınaudı, M., T., 1992. Wall Rock
alteration and hydrothermal flow paths about the Ann- Mason Porphyry Copper Deposit, Nevada- A6- km vertical reconstruction. Econ. Geol., 87, 1963-2001.
Dumanlılar, Ö. 2002 Baskil (Elazığ) civarındaki g r a n i t o i d k a y a ç l a r ı n a b a ğ l ı cevherleşmelerin incelenmesi. Doktora Tezi A.Ü. Fen Bilimleri Enst. 196. Ankara (yayımlanmamış).
Evans, A:M:, 1987. An Introduction to Ore Geology. Blackwell Sci. Publ (second edition). 385s
18 Baskil (Elazığ) Güneyindeki Cevherleşmelerin Jeolojik ve Mineralojik Özellikleri
KATKI BELİRTME
Bu yayın 1992-1996 yıllan arasında MTA Genel Müdürlüğü Maden Etüd ve Arama Dairesi tarafından yürütülen "GAP Maden Aramaları Projesi" kapsamında birinci yazarın A.Ü Fen Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümünde yaptığı doktora çalışmasının bir bölümünü kapsamaktadır. Yazarlar, çalışmanın her aşamasındaki katkılarından dolayı, GAP Maden Aramaları Projesi Başkanı rahmetli Jeo. Yük. Müh. M. Şahin Tüfekçi'ye, bu çalışmaya imkan sağlayan MTA Genel Müdürlüğü Maden Etüd ve Arama Dairesi Başkanlığına, çalışmanın çeşitli aşamalarındaki yönlendirici eleştirileri ve katkılarından dolayı Dr Ahmet Çağatay'a Bülent Bayburtoğlu'na (MTA), Ercan Kuşçu'ya (M.T.A.), Doç. Dr. Mehmet Şener'e (MTA), Dr. Pınar Şen'e (MTA), Selahattin Yıldınm'a (MTA), Jeo. Yük. Müh. Gülay Sezerer Kuru'ya (MTA), Prof. Dr. Taner Ünlü'ye (A.Ü. Mühendislik Fakültesi), Jeo. Müh. Sabriye Metin'e (MTA), Dr Yasushi Watanabe'ye ve proje çalışanlanna teşekkürü borç bilirler.
DEĞİNİLEN BELGELER
Akande, S.O. and Zentilli, M., 1983. Geologic, fluid inclusion and the stable isotope studies of the Gays River lead-zinc deposit, Nova Scotia, Canada: Econ. Geol., 79,
1187-1211.
Akgül, M., 1991. Baskil Elazığ granitoyidinin petrografik ve petrolojik özellikleri. Yerbilimleri Geosound, 18,67-78.
Akgül, B. ve Bingöl, E, A, 1997. Piran köyü (Keban) çevresindeki magmatik kayaçlarm petrografik ve petrojenetik özellikleri. Selçuk Üniv. Müh-Mim. Fak. 20. Yıl Jeoloji Semp. Bildirileri 13-14. Alıcı, P, Temel, A., Gourgaud, A., Kieffer, G. and
Gündoğdu, M.N. 1997. Petrology and geochemistry of Lower Pliocene alkaline
Turkey). Terra abstracts, abstracts supplement, No. 1, Terra Nova, Vol.9. Alıcı, P, Temel, A., Gourgaud, A., Kieffer, G. and
Gündoğdu, M.N. 1998. Petrology and geochemistry of potassic rocks in the Gölcük area (Isparta, SW Turkey): genesis of enriched alkaline magmas. J. Volcanol. Geotherm. Res., 85 (1-4), 423-446.
Asutay, H.J., 1985.Baskil (Elazığ) çevresinin jeolojik ve petrografik incelenmesi: A.Ü.
Fen Bilimleri Enst. Doktora Tezi, (yayımlanmamış), 156, Ankara.
Asutay, H.J., 1988. Baskil (Elazığ) çevresinin jeolojisi ve Baskil magmatitlerinin petrolojisi. M.T.A Dergisi, 107, 49-72, Ankara.
Bingöl,A.F, 1984. Geology of the Elazığ area in the Eastern Taurus region: in: O. Tekeli ve M.C. Göncüoğlu (eds), Geology of the Taurus Belt int symp. Proceedings 199-208.
Carten, R.B., 1986. Sodium- calcium metasomatism: Chemical, temporal, and spatial relationships at the Yerington, Nevada, porhyry copper deposit: Econ. Geol., 81,1495-1519.
Chappell, B.W. and White, A.J.R., 1974. Two contrasting granite types: Expanded abstract, Pasifle Geology, 8,173-174. Diles, J., H, and Emaudı, M., T., 1992. Wall Rock
alteration and hydrothermal flow paths about the Ann- Mason Porphyry Copper Deposit, Nevada- A6- km vertical reconstruction. Econ. Geol., 87, 1963-2001.
Dumanlılar, Ö. 2002 Baskil (Elazığ) civanndaki g r a n i t o i d k a y a ç l a r ı n a b a ğ l ı cevherleşmelerin incelenmesi. Doktora Tezi A.Ü. Fen Bilimleri Enst. 196. Ankara (yayımlanmamış).
Evans, A:M:, 1987. An Introduction to Ore Geology. Blackwell Sci. Publ (second edition). 385s
Krier-Schellen, A.D., Verkaeren, J., Guy, B. and Zahm, A., 1989. The scheelite skarn deposit of Salau (Ariege, French Pyrenees) : Econ. Geol., 84, p. 1172-1209.
Fu, M., Changkakoti, A., Rrouse, H.R., Gray, J. and Kwak, T.A.P., 1991. An O, H, S and C isotope study of carbonate-replacement tin deposits of the Dachang tin fıeld, China: Econ.Geol., 86,1683-1703.
Gerçek, E.,1996. Nazaruşağı (Baskil Elazığ) hidrotermal kuvars damarları ve ilgili cevherleşmeler. Yüksek Lisans Tezi Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enst. 51. Elazığ (yayımlanmamış).
Harris, N.B.W., Pearce, J.A. and Tindle, A.G., 1986. Geochemical chracteristics of collision-zone magmatism. in Coward, M.P. ve Ries, A.C., Collision tectonics, Geological Society of London Spec. Publ., no: 19,67-81.
Herece, E., Akay, E., Küçümen, E., ve Sanaslan, M., 1992. Elazığ- Sivrice- Palu dolayının jeolojisi. MTARaporu, No: 9634.
Karapetian, S.G., Jrbashian, R.T. and Mnatsakanian A.Kh. 2001. Late collision rhyolitic volcanism in the north-eastern part of Armenian Highland. Journal of Volcanology and geothermal Research, 112,189-220.
Layne, G.D., Longstaffe, F. J. and Spoone, E.T.C., 1991. The Jc tin skarn deposit, S. Yukon Territory: 2. A carbon, oxygen, hydrogen and sulfur stable isotope study: Econ. Geol., 86, p. 48-65.
Lindgren, W., 1933, Mineral deposits: Mc Graw HillNew York, 930.
Lowell, J. D. and Guübert, J. M., 1970. Lateral and vertical alteration-mineralization zoning in porphyry ore deposits. Econ. Geol., 65,373-408.
Mohr, M., 1963. Baskil-Nazaruşağı bakır prospeksiyonu hakkında rapor. M.T.A Maden Etüt rapor no: 667.
Ohmoto, H. and Rye, R.O., 1979. Isotopes of sulfur and carbon: Geochemistry of
Hydrothermal Ore Deposits de., H.L. Barnes, 2. Baskı, John Wiley and Sons,
509-567.
Pearce, J.A., Harris, N.B.W and Tindle, A.G., 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic roeks. J. Petrology, 25,956-983. Pearce, J.A., 1996. Sources and settings of
granitic rocks.Epidodes,vol. 19,4
Poyraz, N., 1988. İspendere-Kömürhan (Malatya) ofıyolitlerinin jeolojisi ve petrografisi. Doktora Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enst., 151 s. (yayımlanmamış), Ankara.
Rye, R.O. and Ohmoto, H., 1974. Sulfur and carbon isotopes and ore genesis: a review: Econ. Geol., 69,826-842.
Sawkins, F. J., 1984. Metal deposits in relation to plate tectonics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg,325s.
Shimazaki, H., 1988. Oxygen, carbon, and sulfur isotope study of skarn deposits in Japon: Proceeed. 7th Quadrennial IAGOD Symp., 375-381.
Streckeısen, A., 1976. To each plutonic rock, its propername.EarthSci.Rev., 12,1-13. Tauson, L.V., 1974. Geochemical types and
potential ore-bearing granitoids (in Russian). Nauka, Moscow, 279 pp.
Taylor S., R. and Mc Lennan, S.M., 1985, The continental crust: its composition and evolution: An examination of the geochemical record preserved in sedimentary roeks. Blackwell Scientifıc Publications,46p.
Turan, M., Aksoy, E. ve Bingöl, F.A., 1995. Doğu Torosların jeodinamik evriminin Elazığ civanndaki özellikleri. F.Ü. Fen ve Müh. Bil. Derg., 7 (2), 177-199.
Tüfekçi, M. Ş. ve Dumanlılar, Ö., 1994. Malatya-İspendere ve Elazığ-Baskil-Nazaruşağı arasında görülen cevherleşmelerin genel görünümü ve maden jeolojisi çalışma raporu: MTA Raporu, N o : 9739 (yayınlanmamış).
20 Baskil (Elazığ) Güneyindeki Cevherleşmelerin Jeolojik ve Mineralojik özellikleri
Tüfekçi, M.Ş.ve Dumanlılar, Ö.,1998. G.A.P Elazığ ili, Baskil ilçesi, Topaluşağı köyü, MTA ruhsatlı Bakır- Altın sahası sonuç raporu. Maden Etüd Arşiv No: 2859.
Türkyılmaz, B.ve Şaşmaz, A., 2000. Cansızhimik, Galuşağı ve Topalkem (Baskil Elazığ) köyleri arasındaki alanın toprak jeokimyası.Yerbilimleri, 22,129 -136.
Yazgan, E., 1981. Doğu Toroslarda etkin bir Paleo-kıta kenarı etüdü (Üst Kretase-Orta Eosen): H.Ü Yerbilimleri, 7,83-104. Yazgan, E., Asutay, H J., Gültekin, M.C., Poyraz,
N., Sirel, E. ve Yıldırım, H., 1987. Malatya güneydoğusunun jeolojisi ve Doğu Torosların jeodinamik evrimi. MTA Raporu,No:2268.
Yazgan, E., 1984. Geodynamic evolution of the eastem Taurus region, Geology of the Taurus beltprocoeding. O. Tekeli andM.C Göncüoğlu (Edit) MTA, Ankara.
Yazgan, E. ve Chessex, R., 1991. Geology and tectonicevolution of the Southeastern Taurides in the region of Malatya. Türkiye Petrol Jeol. Der. Bült., 3,11 -42.
Yılmaz, H., 1993. İspendere-Kale (Malatya), Baskil, Hankendi (Elazığ) Genel Jeokimyasal Prospeksiyon raporu. Maden Etüt arşiv no: 2669.
Zaluski, G., Nesbitt, B., and Muehlenbachs K., 1994. Hydrothermal alteration and Stable Isotope Systematics of the Babine Porphyry Cu Deposits, British Columbia: İmplications for fluid evolution of porhyry systems. 89,1518-1541.
